褚海林 李国强 马 敏

1中国工程物理研究院应用技术研究中心 四川 绵阳 621900；2四川久环环境技术有限责任公司 四川 绵阳 621900

总铅自动在线监测仪测定水中总铅含量

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1中国工程物理研究院应用技术研究中心 四川 绵阳 621900；2四川久环环境技术有限责任公司 四川 绵阳 621900

总铅自动在线监测仪以水溶性meso-四（对-磺酸苯基）卟啉（TPPS4）为显色剂，试剂方便采购，配制简单，不需有机溶剂，分析过程简单，抗干扰能力强。测定总铅的实验结果表明：该监测仪在0.20～2.00 mg/L量程范围内，满足《铅水质自动在线监测仪技术要求及检测方法 HJ 762-2015》，可应用于污染源水质自动在线监测。

meso-四（对-磺酸苯基）卟啉（TPPS4）；总铅；自动在线监测仪

铅是对人体有毒的重金属元素，可通过土壤、空气以及食物链富集并进入体内，对各种组织系统如造血、消化、心血管等产生损伤和毒害[1]，甚至通过血液进入脑组织而累及神经系统。铅含量的国家标准方法为双硫腙分光光度法和原子吸收法，但前者操作复杂，且涉及氰化钾等剧毒试剂，难以推广；后者则受仪器限制难以实现自动在线监测。因此，研究者开发了系列新型高灵敏显色剂取代双硫腙，如偶氮类、喹啉类、卟啉类显色剂，而在水质自动在线监测领域，不仅要考虑分析方法的性能，也要考虑显色剂是否方便购买与使用。

本文涉及的总铅监测仪应用一种高灵敏的水溶性显色剂，即meso-四（对-磺酸苯基）卟啉（TPPS4），测定水中总铅，并研发了一款总铅自动在线监测仪。王伟莉等[2]用TPPS4测定铅时在70～80℃的水浴中加热，2～3min即可完成反应。本文对该总铅监测仪进行整体性能测试，指标包括：示值误差、定量下限、精密度、零点漂移、量程漂移、离子干扰、水样比对等内容，以此确定该监测仪是否满足《铅水质自动在线监测仪技术要求及检测方法 HJ 762-2015》。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

SINOEPA3000C TPb型总铅在线自动监测仪（以下简称总铅监测仪）及配套试剂。

电子天平（上海舜宇恒平科学仪器有限公司FA2004型）；紫外可见分光光度计（上海仪电分析仪器有限公司752N型）。

铅、镉、铬、砷、锌标准溶液均购自钢铁研究总院 国家钢铁材料测试中心。

水样中总铅的火焰原子吸收法测定由有资质的第三方实验室进行。

1.2 实验方法

标液检测：配制不同浓度总铅标准溶液，分别导入经校准后的总铅监测仪中，进行测试。计算方法依据《铅水质自动在线监测仪技术要求及检测方法HJ 762-2015》。

水样检测：为验证总铅监测仪对实际水样是否可行，将采集到某电源厂废水导入经校准后的总铅监测仪中，进行测试，同时将该样品利用火焰原子吸收法进行测试。

1.3 总铅监测仪测定方法

表1 示值误差与精密度试验结果

监测仪通过计量系统在反应室加入一定量标准液或水样、硝酸溶液，混合均匀，在110℃下加热15min（恒温恒压），降温至30℃，加入一定量缓冲剂、掩蔽剂和显色剂，加热至30℃，显色反应3min后在波长460nm下测定溶液吸光度，根据预先设定的总铅与吸光度的标准曲线，计算待测溶液中的总铅浓度。

表2 定量下限试验结果

2 实验结果与讨论

2.1 示值误差与精密度

启动一台总铅监测仪，在总铅质量浓度为0.20～2.00mg/L的范围内校准后，测量0.4mg/L与1.0mg/L铅标准溶液，分别测量6次，结果见

2.2 定量下限

仪器连续测量浓度值为检测范围下限的标准溶液（0.20mg/L）7次，结果见表2，计算7次测定值的标准偏差，所得标准偏差的10倍为仪器的定量下限（要求0.20mg/L以内），测得值为0.051mg/L。

2.3 零点漂移与量程漂移

采用浓度值为检测范围下限值的标准溶液（0.20 mg/L），以1小时为周期，连续测定24h。取前三次测定值的平均值作为初始测定值，计算后续测定值与初始测定值的最大变化幅度相对于检测范围上限值的相对偏差（要求±5%以内），测得值为0.60%。采用浓度值为检测范围上限值80%的标准溶液（1.60 mg/L），以1小时为周期，连续测定24h。取前三表1，计算每种标准溶液6次测定值的平均值与标准溶液浓度的相对误差，取两个标准溶液相对误差值的较大值作为示值误差（要求±5%以内）的判定值，测得值为1.20%。计算1.0mg/L铅标准溶液6次测定值的相对标准偏差，以该相对标准偏差作为精密度要求（要求5%以内）的判定值，测得值为0.46%。次测定值的平均值作为初始测定值，计算后续测定值与初始测定值的最大变化幅度相对于检测范围上限值的相对偏差（要求±10%以内），测得值为1.15%。结果见表3。

2.4 离子干扰

将不同种类单一干扰离子加入1.00mg/L铅标准溶液中，分别导入仪器，连续测量3次混合溶液的铅浓度，计算3次测量结果的示值误差，取示值误差的最大值作为仪器离子干扰的判定值（要求±30%以内），结果见表4。可见，镉、铬、砷的干扰较小，而锌会造成严重的负干扰，为-24.8%。

2.5 水样测试

采用总铬监测仪对某电源厂水样进行测定，同时进行火焰原子吸收法测定，并测试监测仪方法的加标回收率，见表5。可见，仪器方法和国标法测得的浓度值之间没有显著性差异，该监测仪方法的加标回收率为95.0%，满足80%～120%的要求。

表3 零点漂移和量程漂移试验结果

表4 离子干扰试验结果

表5 水样测试试验结果

3 结论

用总铅监测仪测试系列标准溶液以及实际水样，得出以下结论：

（1）该监测仪在0.20～2.00mg/L量程范围内，依据《铅水质自动在线监测仪技术要求及检测方法HJ 762-2015》测试结果为，示值误差1.20%，精密度0.46%，定量下限0.051mg/L，零点漂移0.60%，量程漂移1.15%，离子干扰-24.8%，水样加标回收率95.0%，满足标准要求。

（2）该监测仪应用水溶性卟啉TPSS4为显色剂，试剂方便采购，配制简单，不需有机溶剂，分析过程简单，抗干扰能力强，可应用于污染源水质自动在线监测领域。

［1］唐清，何均，韩丽娟.大学生健康与头发中铅含量的关系[J].城市环境与城市生态，2003，16（3）:54-55.

［2］王伟莉，张常安，樊杰，等.分析化学[M].北京：高等教育出版社，1980.

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褚海林（1980-），男，山东新泰人，硕士，工程师。